DE2306027A1

DE2306027A1 - Halter fuer ein generatorlager

Info

Publication number: DE2306027A1
Application number: DE2306027A
Authority: DE
Inventors: Frederick Milton Potter
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1972-02-08
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1973-08-23
Also published as: IT978888B; GB1399665A; JPS4888338A; FR2329163A5; CA954171A; JPS5147807B2; US3777195A

Description

Dr. Ing. H. Negendank

IMpI. Ing. H. Hauck - Dipl. Phrys. W. Schmitz

WpI. Ing. E. Greölfs - Dipi. ing. W. Wehnelt

8 München 2, MoESrtsäraße 23

Telefon 538 0586

The Bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Center 2. Februar 1973

Southfield,Mich.48075,USA Anwaltsakte M-2519

Halter für ein Generatorlager

Die Erfindung betrifft elektrische Generatoren, insbesondere Halter für die den Generatorrotor tragenden Lager.

Bisher verwendete Flugzeuggeneratoren, insbesondere Hochleistungsgeneratoren für 400 Hz Wechselstrom,verwenden Gußgehäuse und Endglocken aus Magnesium oder Aluminium. Dünne Stahllagerbüchsen unterstützen die Außenringe der Kugellager. Der Außenring eines Lagers, für gewöhnlich am nicht angetriebenen Ende des Generators,
ist dicht gegen eine Schulter festgelegtem den Rotor in einer
vorgegebenen Stellung axial zum Stator zu halten.Das Lager am entr gegengesetzten Ende, normalerweise dem Antriebsende, ist be- \ festigt, um eine Drehung des äußeren Lagenings zu verhindern. _; Das Lager kann sich jedoch axial schwimmend bewegen zur Anpas-

i sung an Änderungen derAbmessungen aufgrund der unterschiedlichen

309834/0849

-2-

Temperaturkoeffizienten des legierten Gehäuses und der Stahlwelle. Der äußere Lagerring hat normalerweise etwa 0,0125 mm Spiel bei 24 C, um eine axiale, gegenseitige Bewegung zu gestatten. Wenn der Generator als Ergebnis eines ununterbrochenen Betriebs bei voller Nennleistung erwärmt ist, können das Lager am Antriebsende und die zugehörige, dünne Stahllagerbüchse Temperaturen von 15O°C erreichen, wodurch sich die Magnesium-Aluminium-Endglocke und die dünne Stahllagerbüchse stärker als der äußere Lagerring ausdehnen, so daß sich ein Spiel bis zu 0,05 mm zwischen dem äußeren Lagerring und der Lagerbüchse ergibt.. Dieses zusätzliche Spiel gestattet dem Rotor eine Bewegung aus der Mitte und bewirkt unausgeglichene Kräfte, die eine zusätzliche Belastung des Lagers bewirken. Der Rotor kann aufgrund "der äußeren Vibrationskräfte zusätzlich anschlagen. Dies bewirkt natürlich einen schnellen,inneren Verschleiß der Lager „

Es wurde somit beim Flugbetrieb gefunden, daß sich das schwimmende Lager an einem Ende der Welle viel schneller abnützt als das geklemmte oder festgelegte Lager an der gegenüberliegenden Seite der Welle. .

Um diese Nachteile zu vermeiden,offenbart"die vorliegende Erfindung einen Halter für ein Lager zum Tragen eines Endes eines Generators. Dieser Halter hat eine Nabe, die den äußeren Lagerring fest trägt, und eine Vielzahl von Speichen zum Tragen der Nabe im Generatorgehäuse. Die Speichen sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie für das Lager eine feste Halterung in radialer Rieh-' tung und eine verhältnismäßig nachgiebige Halterung in axialer

-3-

30 9 8 34/0849

Richtung bilden zur Anpassung an Dimensionsänderungen aufgrund unterschiedlicher Temperaturkoeffizienten der Rotorwelle und des Generatorgehäuses.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine teilweise abgebrochene Ansicht eines Generators mit einer Lagerhalterung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht auf die neuartige Lagerhalterung.

Die neuartige Lagerhalterung ist in Verbindung mit einem Generator 1 gezeigt, obwohl sie offensichtlich auch bei irgendeiner Einrichtung verwendet werden kann, die Lager zum drehbaren Tragen einer Welle benötigt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel tragen Hauptkugellager 4 und 5 einen drehbar in einem Gehäuse 2 angeordneten Anker 3. Der Außenring des Lagers 4 ist mittels einer Lagerbüchse 6 eines durch nicht gezeigte Halteschrauben befestigten Klemmglieds 7 fest im Gehäuse 2 angeordnet. Der innere Lagerring 4 ist zwischen einer Schulter 10 und einem Schnappring 9 an der Ankerwelle 8 befestigt. i

Der Generator kann mit einer Abfühleinrichtung für einen Lagerausfall ausgerüstet sein, die ein Hilfslager 25 aufweist, dessen Innenring neben dem Schnappring 9 und einem Sicherungsring 26 an der Welle 8 des Ankers 3 befestigt ist. Die Lagerbüchse 6 hat

309834/0849 ' _₄_

neben dem Hilfslager 25 einen Flansch 20, der eine um dessen inneren Umfang verlaufende Nut 21 aufweist. In der Nut 21 des Flansches 20 ist mittels einer geeigneten Isolierung 23, etwa aus Epoxydharz, ein Draht 22 angeordnet. Bei der Bearbeitung der Lagerbüchse 6 wird etwas vom Epoxydharz abgeschnitten und legt einen Teil des Drahts 22 frei. Das Lager 25 hat vorzugsweise einen Durchmesser, der ein Spiel von etwa 0,025 mm bis 0,050 mm zwischen dem Außenring des Lagers und dem Flansch 20 ergibt. Der Draht ist durch eine Leitung 28 mit einer Anzeigelampe 29 verbunden, die mit einer Energiequelle verbunden sein kann.

Das Hilfslager 25 dreht sich mit der Welle 8 und hat normalerweise gegenüber dem Flansch 20 einen Abstand. Wenn das Hauptlager

4 ausfällt, berührt das Hilfslager den freigelegten Teil des Drahts 22 und schließt zum Anzeigen eines Fehlers den zur Lampe 29 führenden Kreis. Der Generator wird abgeschaltet, bevor an ihm irgendein ernstlicher Schaden auftritt.

Die neuartige Lagerhaiterung nach der Erfindung hat eine Nabe zum Tragen des Hauptkugellagers 5, das das gegenüberliegende Ende des Ankers 3 drehbar trägt, und hat ein HilfskugeIlager 13 zum Verhüten eines Schadens am Generator, wie oben für den Ausfall des Hauptlagers beschrieben. Der äußere Lagerring des Hauptlagers

5 ist zwischen einer Schulter 14 und einem durch Halteschrauben 18 in seiner Lage gehaltenen Klemmglieds 17 an der Nabe 15 befestigt. Der Innenring des Lagers 5 ist zwischen einer Schulter 11 auf der Welle und"einem Schnappring 12 an der Welle 8 be-

^festigt- 309834/0849 -5-

Der Innenring des Hilfslagers 13 ist zwischen Schnappringen 12 und 12A an der Welle 8 befestigt. Das Lager dreht sich in ähnlicher Weise wie das Hilfslager 25 mit der Welle. Die Nabe 15hat neben dem Hilfslager 13 einen Flansch 30 mit einer Nut 31, die um dessen inneren·Umfang verläuft. In der Nut 31 ist ein Draht 32 mittels Isoliermaterial angeordnet. Es wird etwas Isoliermaterial beim Bearbeiten der Nabe angeschnitten, um, wie oben beschrieben, einen Teil des Drahts freizulegen. Der Draht 32 ist mittels einer Leitung 19 an die Lampe 29 angeschlossen. Das Hilfslager 13 hat einen Durchmesser, der ein kleines Spiel zwischen dessen Außenring und dem Flansch 30 ergibt, und es arbeitet beim Ausfall des Hauptlagers 5 in der gleichen Weise wie das Hilfslager 25, um die Lampe 29 einzuschalten.

Die Nabe 15 wird vom Gehäuse 2 durch eine Vielzahl von in die Nabe eingeschraubten und sich durch die Bohrungen 33 im Gehäuse erstreckenden Speichen 16 getragen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Speichen 16 in zwei Reihen zu je sechs Speichen angeordnet, wobei die Speichen in jeder Reihe um 30 gegeneinander versetzt sind. Die Speichen werden zum Vorspannen genügend angezogen, damit in ihnen bei der niedrigstens Betriebstempera-

2 tür eine Spannung von 3,5 bis 7 kg/mm verbleibt. Die Halterung ist so ausgelegt, daß bei der maximalen Betriebstemperatur, die die größte Spannung in den Speichen erzeugt, der Durchmesser der _; Lagerhalterung nicht über 0,005 mm zunimmt. ;

309834/08A9 "⁶"

Die neuartige Halterung gestattet dem hierdurch .gehaltenen Lager eine feste Anordnung in der Nabe, so daß eine Stoßen des Lagers vermieden wird. Die Halterung bewirkt eine starre Anordnung des Lagers in radialer Richtung, die zum Durchbiegen der Lager- und Rotoranordnung um 0,025 mm etwa 115 kg benötigt. Die Halterung bewirkt eine weiche,nagiebige Anordnung in axialer Richtung, die zum ,Verschieben um 0,025 mm nur 0,45 kg benötigt.

Der Luftstrom durch den Rotor wird durch das Lager und seine Glie* der nicht gedrosselt. Die Halterung nimmt ein Anzeigegerät für einen Lagerausfall auf» Ein Vorspannen der Speichen erhält deren Spannung über den üblichen Temperaturbereich. Es wird ein normales Fluchten der Lager aufrecht erhalten»

30S834/0849 "⁷~

Claims

Dr. Ina. H. N~-endank

Dipl. Ing. H. Η-id: - OW P»v/s. W. Schmilz

Dipl. Ing.E. Gr^itö - D,~\ '.ng. V/. Wehnert

8 München 2, R-ioiartsiraße 23

Telefon 5 38 05 86

The Bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Center 2. Februar 1973

Southfield^ich.48075 ,USA Anwaltsakte M-2519

Patentansprüche

( 1.!Halterung für ein an einer Welle befestigtes Kugellager, die
die Welle für eine Drehung gegenüber einem Glied trägt, wobei die Welle und das Glied unterschiedliche Temperaturkoeffizienten haben, bestehend aus einer Nabe zum festen Tragen des Lagers, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von mit der Nabe (15)

verbundenen Speichen (16) zum Tragen der Nabe gegenüber dem \

Glied (2) , wobei die Speichen eine Bewegung des Lagers in ^!

radialer Richtung verhindern und eine begrenzte Bewegung S

des Lagers gegenüber dem Glied in axialer Richtung zulassen \

zur Anpassung ungleicher Dimensionsänderungen der Welle und j

des Glieds bei Temperaturänderungen. j
2. Lagerhalterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

j die Speichen (16) vorgespannt sind, um sie über den üblichen j

ι Temperaturbereich unter Spannung zu halten. ■ i
3. Lagerhalterung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einstellen der Spannung der Speichen (16).

309834/0849